Willkommen zu "Excel® Elements"! ...by Markus and Albert Selmke
Diese Tabelle ist weitaus mehr, als nur eine Datensammlung. Sie stellt ein interaktives, leicht bedienbares, Lernprogramm und "Nachschlagewerk" dar.
In diesem Readme wird jede Spalte der 7 Tabellen einzeln erläutert und die Funktionen und Möglichkeiten des „Molekülgewichtrechners und Datenschnellanzeigers“ beschrieben, um den Umgang produktiver zu gestallten.
Allgemeine Tipps
Sollten sie einmal eine der ersten beiden Tabellen nach irgendeinem Kriterium sortieren wollen, so benutzten sie die Funktion "Daten > Sortieren"
Die verschiedenen Tabellen können sie über die Tabellenreiterkarten unten links anzeigen.
Der Kommentar der Spaltenüberschriften und PSE's kann angezeigt werden, indem man die Maus einen Moment ruhig über einem Feld hält.
Durch die Option: "Fenster > Fenster fixieren" kann das arbeiten extrem erleichtert werden.
Bestmöglichen Überblick - Lesbarkeitskompromiss kann bei 75% Vergrößerung erzielt werden. Besonders in Tabelle Nr.2 zu empfehlen!
Die Tabellen:
Es liegen folgende Tabellen vor:
Nr.1: Elemente m. Isotopen:
| Spalte A | Deutscher Name des Elementes vom Stand 1999. |
| Spalte B | Symbol, Elementkürzel des Elementes. |
| Spalte C | Ordnungszahl, Protonenzahl im Kern des Elements bzw. Isotops. |
| Spalte D | Neutronen im Kern des Isotops; Bei Zusammengefassten Isotopen wird hier kein Wert stehen... |
| Spalte E | Nuklidzahl bzw. Massenzahl des Isotops. |
| Spalte F | Masse des Isotops. |
| Spalte G | Durchschnittliche Masse des Elementes errechnet aus Masse u. Häufigkeit der Isotope.... |
| Spalte H | Wichtige Strahlungsarten des Isotops, wichtigste zuerst; "B-" = Beta minus, "B+" = Beta plus, "A" = Alpha Strahlung, "y" = Gammastrahlung, "K" = Elektronen-Einfang (E.Diff (Ausgangs/Folgekern) < 2me, "sp.Sp." = Spontane Spaltung |
| Spalte I | Halbwertszeit des Isotops die Zeit, in der die Hälfte des Stoffes zerfallen ist. |
| Spalte J | Natürliche Häufigkeit des Isotops. |
| Spalte K | Halbwertszeit des Isotops in Sekunden. |
| Spalte L | Massendefekt in Megaelektronenvolt (MeV) pro Nukleon des Isotops. Wie auch die folgenden 2 Spalten nach einer einfachen Formel berechnet. Diese ist aus einem entsprechenden Feld zu entnehmen. |
| Spalte M | Massendefekt in u bzw. Da bzw. 1,660053*10E-27 kg pro Nukleon. |
| Spalte N | Massendefekt in Joule pro Mol |
Diese Daten entstammen zum größten Teile dem "dtv-Atlas Atomphysik" 6. Auflage, 1997. Teilweise auch dem "dtv-Atlas Chemie Band I", 9. Auflage Juni 2000
Nr.2: Elemente o. Isotope
| Spalte A | Deutscher Name des Elementes |
| Spalte B | Englischsprachiger Name des Elementes nach IUPAC |
| Spalte C | Symbol, Elementkürzel des Elementes |
| Spalte D | Ordnungszahl, Protonenzahl im Kern des Elements |
| Spalte E | Durchschnittliche Masse des Elementes errechnet aus Masse u. Häufigkeit der Isotope.... |
| Spalte F | Dichte; bei festen Elementen: g/cm³; bei gasförmigen Elementen: g/L |
| Spalte G | Schmelztemperatur bzw. Gefrierpunkt des Elementes; Hier ist der Dampfdruck gleich 1013 mbar |
| Spalte H | Siedepunkt des Elementes |
| Spalte I | Anzahl natürlicher Isotope; r: nur Radioisotope in natürlichen Zerfallsreihen oder aus anderen natürlichen Kerprozessen |
| Spalte J | Anzahl stabiler Isotope des Elementes |
| Spalte K | Anzahl bekannter instabiler Isotope |
| Spalte L | Massenanteil des Elementes in der Erdkruste (Atmosphäre + Weltmeere + Erdkruste bis 16km) in Prozent |
| Spalte M | Elektronegativitätswert des Elementes nach Allred und Rochow. |
| Spalte N | Erste Ionisierungsenergie in eV; Energie, die aufgebracht werden muss, um aus einem gasförmigen Element ein Elektron vollständig abzutrennen |
| Spalte O | Ionenradius in piko-Meter; 1pm = 10E-12 m |
| Spalte P | Kovalenzradius für Einfachbindungen in pm; polare und Mehrfachbindungen sind kürzer! |
| Spalte Q | Atomradius in pm (Atomabstand/2 im Element); Manchmal für spezielle Form: z.B. Fe:124,1a in alpha-Fe |
| Spalte R | van-der-Waals-Radius in pm |
| Spalte S | Gitterenergie; eV/Gitterteilchen |
| Spalte T | linearer Ausdehnungskoeffizient; 10E-6 KE-1 |
| Spalte U | Elastizitätsmodul; 10E10 N mE-2 |
| Spalte V | Gruppe des Elementes; z.B.: N1 = erste Nebengruppe |
| Spalte W | Hauptquantenzahl des Energiereichsten Elektrons bzw. Äußerste besetzte Schale des Elementes |
| Spalte X | Mögliche stöchiometrische Wertigkeiten mit römischen Zahlen; Fett und Kursiv ist (sind) die wichtigste(n) |
| Spalte Y | Mögliche Oxydationszahlen; inkorrekte, besser lesbare arabische Zahlen; aktueller als X; wichtigste in [] |
| Spalte Z | Reduktionspotential |
| Spalte AA | Biologische Bedeutung; EA = Essentiell für Alle biologischen Spezies, E1 = Essentiell für mind. 1 Spezies, FV = Biologische Funktion vermutet, EM = Essentiell für den Menschen, VM = Vermutlich essentiell für Menschen |
| Spalte AB | Ionenradius in pm mit Oxydationszahl, entsprechende Koordinationszahl |
| Spalte AC | Kurzform der Elektronenkonfiguration |
| Spalte AD | Elektronen in Äußerster, 2.äußerster, 3.äußerster Schale |
| Spalten AG-AY | Genaue Elektronenkonfiguration |
| AZ | Kristallstruktur des Elements im Elementarem Zustand |
| BA | Phase des Elements bei Normalbedingungen (Druck, Temp. etc) |
| BB | Gruppennummern nach der Empfehlung der UIPAC für jedes Element |
| BC | Differenz zwischen der Siede- und der Schmelztemperatur. |
Hier sind die Daten größtenteils vom Stande 1999 unter Berücksichtigung der IUPAC-Empfehlungen. Daten der Spalte X, O sind älter, S, T, U von Gerthsen Physik, 1999, 20.Auflage. Spalte AZ und BA entstammen dem PSE vom "Tabellenbuch Chemie" von Kaltofen. Der Rest vom Periodensystem der Elemente nach Fluck und Heumann vom Wiley-vhc Verlag
Nr.3: PSE's
Dies sind ein paar klassische Periodensysteme mit verschiedener Thematik, allerdings mit eingeschobenen Lanthanoiden und Actinoiden. PSE zur Dichte, Biologischer Bedeutung, Metallcharakter und Aggregatzustand bei 20°C, Elektronegativität sowie ein PSE mit farblich hervorgehobener HQ des zuletzt hinzugefügten Elektrons sind vorhanden. Der Kommentar informiert über Name und Ordnungszahl. Er kann durch anhalten des Cursors über einem Element angezeigt werden. Optimal nur bei 100% Vergrößerung zu lesen.
Nr.4: Nuklidkarte F
Dies ist eine Isotopen- bzw. Nuklidkarte. Hier sind alle bekannten Isotope durch einen Punkt dargestellt, dessen Abszisse die Ladung und dessen Ordinate die Differenz zwischen Ladung und Masse angibt, also Neutronenzahl. Die Punktlegende ist unterhalb der Karte zu finden. Die Farben in der Legende können individuell den eigenen Wünschen angepasst werden, und beim Ausführen des "Nuklidkartengenerators" verwandt. Diese Karte bezieht ihre Informationen aus der Tabelle "Elemente m. Isotopen".
Nr.5: Nuklidkarte T
Dies ist eine Isotopen- bzw. Nuklidkarte, jedoch mit festgelegten Buchstaben statt der Farben
Nr.6: Auswertungen
Hier sind die Selbsterstellten Diagramme von Daten der Tabelle "Elemente o. Isotope" gesammelt. Über 10 Diagramme z.B. zur Dichte in Abhängigkeit von der Ordnungszahl oder eine Logarithmisch skalierte Tabelle mit der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste....
Im Einzelnen:
Massendefekt gegen die Nukleonenzahl aufgetragen.
Diese Daten sind in Abhängigkeit von der Ordnungszahl in Diagramme gefasst:
Dichte, Anzahl der stabilen Isotope, Atomradius, Elektronegativität, 1. Ionisierungsenergie, Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste, Dichte und Schmelz, sowie auch Siedepunkt, Gitterenergie u. Elastizitätsmodul.
Nr.7: Teilchen
In dieser Farbigen Tabelle sind die Elementarteichen beschrieben. Dies gehört zwar eigentlich in die Physik, aber ist ja trotzdem nicht uninteressant. Die Symbole für die einzelnen Teilchen wurden mit dem Microsoft-Formeleditor 3.0 erstellt. Angaben hatte ich nur über die Masse der Teilchen in MeV, konnte diese Angaben jedoch mit einer Formel leicht in u bzw. Da und in kg umrechnen. In den Spalten bis D sind die einzelnen Teilchenkategorien angegeben und letztlich der Name eines spezifischen Teilchens. Beispiel: Das Proton sowie das Neutron bilden die Nukleonen, welche wiederum zu der Gruppe der Baryonen gehören. Die Baryonen und die Mesonen (wozu zB. verschiedene Pionen gehören) bilden wiederum die Hadronen.
Die Daten entstammen dem dtv-Atlas zur Atomphysik, 6.Auflage Juli 1997, Informationen zu den Bosonen, sowie den Massen der Neutrinos: http://siux00.physik.uni-siegen.de/~brandt/abend/sld082.html, und sehr viele Ergänzungen zum Zerfall, sowie Massenaktualisierungen entstammen dem "Lexikon zur Kernenergie" von W. Koelzer am Forschungszentrum Karlsruhe, 2001. Diese Werk ist sehr zu empfehlen und unter http://www.fs.fzk.de/Lexikon/ frei erhältlich. Des Weiteren sind zusätzliche Informationen von der Webseite http://www.physik.uni-erlangen.de/Didaktik/grundl_d_tph/SM_Et/SM_ET_QuaMes.html für die schweren Mesonen entnommen worden.
Der "Molekülmassenrechner und Datenschnellanzeiger"
Dieses mit VBA programmierte Programm erlaubt ihnen die schnelle Zusammenstellung der Daten eines Elementes auf übersichtliche Weise und die Berechnung der theoretischen Massen von Molekülen in 1/12 12C Einheiten (u, bzw. Da). Das Programm wird durch klicken des Knopfes "Molekülmassenrechner u. Datenschnellanzeiger" oben in der ersten horizontalen Zeile der Tabelle "Elemente o. Isotope" gestartet
Berechnung von Molekülmassen:
Geben sie einfach die Formel des entsprechenden Moleküls in das Feld "Summenformel ein. Zahlen werden nicht als Index, sondern einfach als Zahl hinter das Entsprechend oft vorkommende Element geschrieben. Beispiele: H2O, H2SO4. Klammern können ebenfalls benutzt werden, sogar Klammern in Klammern selbst. Beispiel: (Cl(Ag(NO3)2))2. Zahlen über 9999 werden nicht akzeptiert. Nur 1, 2, 3, 4, ... Auf Groß- und Kleinschreibung muss ebenfalls geachtet werden. Steht als Ergebnis beim benachbartem Feld "-", und ist das Eingabefeld rot gefärbt, so ist ein Fehler in der Summenformel, oder eine Klammer wurde noch nicht geschlossen.
Daten für ein Element anzeigen
Geben sie einfach das Symbol des gewünschten Elementes ein, markieren sie es in einer Summenformel, schreiben die den deutschen bzw. englischen Namen des Elements oder geben sie die Ordnungszahl in das entsprechenden Feld unterhalb der Symboleingabe ein. Nun werden alle Daten der Tabelle "Elemente o. Isotope" angezeigt, und das Äquivalentgewicht kann durch klicken auf die gewünschte stöchiometrische Wertigkeit angezeigt werden. Im Frame Isotope werden die Daten aus der Tabelle "Elemente m. Isotopen" dargestellt. Die Nuklidzahlen der Elemente stehen auf den Buttons. Der Button vom häufigsten Isotop ist fett gedruckt und automatisch aktiviert. Buttons stabiler und nicht im Programm deklarierter Isotope sind grau, Beta- Strahler sind rot, Beta+ Strahler sind gelb, Alpha Strahler sind blau, K-Zerfallskerne sind orange. Durch einen Klick auf ein Isotopbutton werden im Frame die entsprechenden Daten angezeigt, und die Häufigkeitsanzeige ändert sich: Der Prozentuale Wert vom Isotop wird vom Prozentualen Wert des Elementes insgesamt in der Erdkruste berechnet. Nun steht hinter "Häufigkeit i. d. E." ein Button mit dem entsprechenden Isotop, der durch Betätigung wieder die Häufigkeit des Elementes insgesamt anzeigt.